Patent DE-112008000033-B4 (DE)
Title: Verfahren zum Herstellen eines Einkristalls
Inventor: NARUSHIMA YASUHITO
IPC: C30B15/00
Filed: 2008-05-07
Granted: 2020-02-27
Abstract: Verfahren zum Herstellen eines Einkristalls (6) aus Silizium, wobei das Verfahren umfasst:Verwenden einer Hochziehvorrichtung (1), die umfasst: eine Kammer (30), die an einem oberen Teil einen Einlass (30A) umfasst, durch den ein inaktives Gas eingeführt wird;einen Schmelztiegel (31) aus Quarz, der in der Kammer (30) angeordnet ist und ausgebildet ist, um eine Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel aufzunehmen, die erzeugt wird, indem ein flüchtiges Dotierungsmittel zu einer Halbleiterschmelze (4) zugesetzt wird; und einen Hochziehteil (33), der einen Keimkristall hochzieht, nachdem der Keimkristall mit der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel in Kontakt gebracht wurde, um den Einkristall (6) herzustellen, undSteuern der Sauerstoffkonzentration des Einkristalls (6) an einer vorbestimmten Position in einer Hochziehrichtung auf der Basis einer Beziehung, in der die Sauerstoffkonzentration des Einkristalls (6) vermindert wird, wenn die Flussrate des inaktiven Gases direkt über einer freien Oberfläche der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel in dem Schmelztiegel (31) erhöht wird, während der Einkristall (6) mit der Flussrate des inaktiven Gases gleich oder niedriger als 1 m/s hergestellt wird, durch Einstellen eines Flussvolumens des in die Kammer (30) eingeführten inaktiven Gases im Bereich von 40 l/min bis 400 l/min und Einstellen eines Drucks in der Kammer (30) im Bereich von 5332 Pa bis 79980 Pa,wobei das Steuern der Sauerstoffkonzentration Odes Einkristalls (6) an der vorbestimmten Position in der Hochziehrichtung umfasst:Steuern des Drucks P und/oder des Flussvolumens V derart, dass:eine erste Sauerstoffkonzentrations-Verminderungsgröße J, die in Übereinstimmung mit dem Druck in der Kammer (30) einer Verdampfungsmenge eines Halbleiter-Sauerstoffverdampfungsteils entspricht, der erzeugt wird, wenn ein Element der Halbleiterschmelze (4) an der vorbestimmten Position eines nicht dotierten Einkristalls (6) mit Sauerstoff gebondet wird, wobei die Größe Jauf der Basis der folgenden Formel (1) berechnet wird, einen vorbestimmten Wert annimmt,(Formel 1)dass eine zweite Sauserstoffkonzentrations-Verminderungsgröße J, die in Übereinstimmung mit dem Druck in der Kammer (30) einer Verdampfungsmenge eines Dotierungsmittel-Sauerstoffverdampfungsteils entspricht, der erzeugt wird, wenn das flüchtige Dotierungsmittel der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel an der vorbestimmten Position des Einkristalls (6) mit Sauerstoff gebondet wird, wobei die Größe Jauf der Basis der folgenden Formel (2) berechnet wird, einen vorbestimmten Wert annimmt, und(Formel 2)dass eine dritte Sauerstoffkonzentrations-Verminderungsgröße Jdie in Übereinstimmung mit dem Flussvolumen des inaktiven Gases einer Verdampfungsmenge des Dotierungsmittel-Sauerstoffverdampfungsteils entspricht an der vorbestimmten Position des Einkristalls (6) entspricht, wobei die Größe Jauf der Basis der folgenden Formel (3) berechnet wird, einen vorbestimmten Wert annimmt,(Formel 3)wobei:S1 eine erste Schmelztiegelfunktion angibt, für die die Kontaktfläche der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel in dem Schmelztiegel (31) mit dem Schmelztiegel (31) durch die freie Oberfläche der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel dividiert wird,S2 eine zweite Schmelztiegelfunktion angibt, für die die Kontaktfläche der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel in dem Schmelztiegel (31) mit dem Schmelztiegel mit der freien Oberfläche der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel multipliziert wird,P den Druck in der Kammer (30) wiedergibt,Odie Sauerstoffkonzentration an der vorbestimmten Position des nicht dotierten Einkristalls (6) wiedergibt, der unter Standardbedingungen hergestellt wird, in denen die Halbleiterschmelze (4) in dem Schmelztiegel (31) enthalten ist und das Flussvolumen des inaktiven Gases und der Druck in der Kammer (30) jeweils auf vorbestimmte Standardwerte gesetzt sind,N die Konzentration des flüchtigen Dotierungsmittels in der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel wiedergibt,V das Flussvolumen des inaktiven Gases wiedergibt, das in die Kammer (30) eingeführt wird, wenn der Einkristall (6) von der Schmelze (41) mit einem zugesetzten Dotierungsmittel gezogen wird, und α, β und γ Koeffizienten sind, und O= J- J- Jist.ist.